氧化亞銅、碳納米管超細(xì)復(fù)合球的合成及性能研究

將酸化處理以后的碳納米管(cnts)與高密度聚乙烯(hdpe)復(fù)合,采用機(jī)械共混法制備了定向cnts/hdpe復(fù)合材料,并對(duì)其力學(xué)性能、相態(tài)結(jié)構(gòu)、流變性能及熱性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:cnts的加入,提高了復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度和拉伸模量,但同時(shí)卻降低了材料的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率;cnts在hdpe基體中有了較好的分散性和相容性;cnts的加入對(duì)復(fù)合材料流變性能產(chǎn)生了較大的影響,加入少量的cnts可以使復(fù)合材料體系的表觀粘度降低,有利于hdpe加工性能的改善;cnts加入后,hdpe的熔融溫度和結(jié)晶熔融焓均有所下降。

日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所等研究單位用單層碳納米管（筒狀碳原子）與銅復(fù)合，制得密度小于銅、金的復(fù)合物。制取工藝：基板上的單層碳納米管在含銅離子的有機(jī)溶液中慢慢通過(guò)，再在與銅親和力強(qiáng)的水溶液中電鍍，這種復(fù)合材料每cm2可通入6億安培電流，電流容量為金和銅的100倍。

以多壁碳納米管為填料,氟碳樹(shù)脂為成膜物質(zhì),采用機(jī)械共混法制備了一種具有自清潔性能的耐腐蝕涂料,利用電化學(xué)阻抗譜法測(cè)定了碳納米管的臨界濃度,研究了碳納米管的摻量對(duì)涂層自清潔性能、物理性能及耐化學(xué)品性能的影響。

報(bào)道了在多壁碳納米管(mwnts)表面修飾聚丙烯酸(分子量為500~1000)作為親水層,改善納米管在水溶液中的溶解性,減少碳管自身團(tuán)聚,順利實(shí)現(xiàn)碳納米管表面化學(xué)鍍銅。同時(shí)也考察了溫度、時(shí)間、攪拌速度等因素對(duì)鍍層的影響,確定中性條件在碳納米管表面鍍銅的最佳條件。

采用熔融混煉的方法制備聚丙烯/多壁碳納米管復(fù)合材料(pp/mwnts)。研究了復(fù)合材料的表面電阻率與mwnts含量的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著mwnts含量的不斷增加,復(fù)合材料的電阻率呈不斷下降趨勢(shì),并發(fā)現(xiàn)mwnts含量為3%時(shí)為復(fù)合材料的導(dǎo)電閾值。又通過(guò)對(duì)試樣作透射電鏡觀察研究,從微觀角度分析了復(fù)合材料電性能變化的原因。

采用原子轉(zhuǎn)移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳納米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此對(duì)聚丙烯(pp)進(jìn)行改性。紅外光譜(ft-ir)及透射電子顯微鏡(tem)測(cè)試結(jié)果表明,采用atrp法成功地將pba接枝到多壁碳納米管(mwnt)表面。對(duì)pp/mwnt復(fù)合材料電性能研究表明,mwnt-pba的添加比mwnt-cooh更能降低復(fù)合材料的電阻率。mwnt-pba的加入可使pp從絕緣材料轉(zhuǎn)變?yōu)榭轨o電材料。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的電性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明顯。

基于cds良好的光學(xué)性質(zhì)和單壁碳納米管(swcnt)優(yōu)異的電子學(xué)性質(zhì),制備了納米cds/swcnt復(fù)合材料和納米cds/聚乙烯亞胺(pei)功能化swcnt復(fù)合材料,并利用日光燈光源模擬太陽(yáng)光研究了它們的光電性質(zhì).結(jié)果表明,納米cds/swcnt復(fù)合材料呈現(xiàn)顯著的負(fù)光電導(dǎo)現(xiàn)象,而納米cds/pei-swcnt復(fù)合材料呈現(xiàn)強(qiáng)烈的正光電導(dǎo)現(xiàn)象.用電子轉(zhuǎn)移理論對(duì)這一結(jié)果進(jìn)行了解釋.兩樣品在大角度彎折的情況下,光電性質(zhì)均基本沒(méi)有變化.因此,納米cds/碳納米管復(fù)合材料在光電領(lǐng)域,尤其是新興的柔性光電子學(xué)領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景.

首先采用顆粒復(fù)合法(pcs,particlecompositesystem)對(duì)cu-碳納米管(cnt)粉末進(jìn)行表面改性處理,得到cnt鑲嵌或包覆于較軟微米cu顆粒表面的復(fù)合粉,其形貌近似球形,然后將復(fù)合粉通過(guò)sps燒結(jié)工藝制備成cu-2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))cnt復(fù)合材料。通過(guò)硬度測(cè)試、密度測(cè)試、sem形貌觀察和能譜分析,研究了pcs處理時(shí)間對(duì)cu-2%cnt復(fù)合材料的組織和性能的影響并與普通混粉后的復(fù)合材料做了比較。結(jié)果表明,隨著pcs處理時(shí)間的延長(zhǎng),復(fù)合粉末粒徑不斷減小,在40min以后,隨時(shí)間的延長(zhǎng),粒徑基本保持不變。與純cu相比,經(jīng)pcs處理后制備的cu-2%cnt復(fù)合材料硬度有26%~34%的提高,與普通混粉24h相比提高了20%~26%;cnt在銅基體中呈連通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),復(fù)合材料的致密度達(dá)97%以上。

電子器件為了增加功能和縮小體積，不斷地往小型化發(fā)展。所用布線(xiàn)也越來(lái)越細(xì)。碳納米管就是適應(yīng)這種需要，將一層石墨的碳二維層，制成筒狀，成為直徑為數(shù)rim到數(shù)＋nm的圓筒狀碳材料。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所山田健朗采用有機(jī)系銅鍍液，進(jìn)行電解鍍，使碳納米結(jié)構(gòu)體內(nèi)部析出銅核子，再在氫氣氛下還原處理，最后用水溶性鍍銅也進(jìn)行第二階段鍍銅，這樣就可以在碳納米管內(nèi)部以及碳納米管之間都鍍上銅，

制備了丙烯酸鋅樹(shù)脂,對(duì)無(wú)氧化亞銅自?huà)伖夥牢弁苛系呐浞郊胺牢坌阅?、電化學(xué)性能、配套性能等進(jìn)行了研究工作,表明該無(wú)氧化亞銅自?huà)伖夥牢弁苛暇哂辛己玫姆牢坌阅?、底面漆配套性能等?/p>

通過(guò)水熱合成方法制備了釩酸鉍(bivo_4)和多壁碳納米管/釩酸鉍(mwcnts/bivo_4)復(fù)合材料,用xrd、sem-edx、drs等技術(shù)對(duì)所制備的材料進(jìn)行了表征。研究了在可見(jiàn)光照射下材料降解亞甲基藍(lán)溶液(mb)的光催化性能。當(dāng)摻雜mwcnts后,增強(qiáng)了樣品對(duì)可見(jiàn)光的吸收能力,減小了催化劑的帶隙寬度,有利于提高bivo4復(fù)合材料在可見(jiàn)光下的光催化活性。在可見(jiàn)光照射下降解亞甲基藍(lán)溶液的光催化實(shí)驗(yàn)表明,質(zhì)量含量為10%mwcnts/bivo_4樣品的光催化活性最高,可見(jiàn)光照射3h對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的降解率達(dá)91.8%,與純bivo_4相比,其光降解率約提高了近1倍。

對(duì)碳納米管(cnts)進(jìn)行有機(jī)化處理后,采用原位聚合法制備了聚酰胺6(pa6)/cnts復(fù)合材料。研究了cnts的含量、溫度、頻率等因素對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能、介電性能和電磁屏蔽效能的影響。結(jié)果表明,隨著cnts含量的增加,復(fù)合材料的體積電阻率和表面電阻率均下降,最顯著情況分別下降了2、3個(gè)數(shù)量級(jí);隨著溫度的升高,復(fù)合材料的介電常數(shù)增大,溫度為180℃、cnts含量為1.0%和2.0%的復(fù)合材料的介電常數(shù)分別為1660和2608;復(fù)合材料的介電損耗隨著溫度的升高而增大,增大趨勢(shì)隨cnts含量的增加而急劇減小;復(fù)合材料的介電常數(shù)和介電損耗隨著頻率的升高變化幅度增大,頻率在105.5～109hz范圍內(nèi)復(fù)合材料有一定的電磁屏蔽效能,隨著頻率的增大,其電磁屏蔽效果急劇減小,109hz以上幾乎沒(méi)有電磁屏蔽效果。

碳納米管_聚酰亞胺功能復(fù)合材料的制備與性能研究

碳納米管從物理和化學(xué)方面都具有獨(dú)特性，它的應(yīng)用范圍廣泛，從汽車(chē)防護(hù)零件到修飾電機(jī)，從氫氣的儲(chǔ)存到微波吸收等等，都得到了廣泛的應(yīng)用。所以碳納米管的發(fā)現(xiàn)是材料學(xué)，工程制備的一個(gè)優(yōu)秀成果。本文從碳納米管的發(fā)現(xiàn)，到對(duì)它的簡(jiǎn)介，特性的應(yīng)用以及目前存在的一些亟需解決的問(wèn)題進(jìn)行了闡述。并提出了對(duì)它未來(lái)發(fā)展的建議和展望。

采用原子轉(zhuǎn)移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳納米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此對(duì)聚丙烯(pp)進(jìn)行改性。紅外光譜(ft-ir)及透射電子顯微鏡(tem)測(cè)試結(jié)果表明,采用atrp法成功地將pba接枝到多壁碳納米管(mwnt)表面。采用熔融共混法制備了pp/mwnt復(fù)合材料,對(duì)其力學(xué)性能和耐熱性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,接枝聚合物的碳納米管提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度,提高了pp的耐熱性。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明顯。

碳納米管是一種一材多能和一材多用的功能材料和結(jié)構(gòu)材料,尼龍/碳納米管復(fù)合材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、超強(qiáng)的力學(xué)性能和良好的導(dǎo)熱性,可望用于汽車(chē)、飛行器制造、電子機(jī)械等領(lǐng)域。對(duì)尼龍/碳納米管復(fù)合材料的制備方法、主要性能和應(yīng)用進(jìn)行綜述。

日本大阪大學(xué)與北海道大學(xué)共同研制成功碳納米管（cnt）均勻分散的純海棉鈦復(fù)合材料，在該材料中添加了0．35％（質(zhì)量）的cnt，從而制得了抗拉強(qiáng)度高達(dá)930mpa的復(fù)合材料。首先將cnt置入含有界面活性劑的水溶液中，采取超聲波振動(dòng)攪拌并使cnt分散。海棉鈦粉經(jīng)過(guò)這種水溶液浸漬后取出，經(jīng)熱處理除去水分和界面活性劑后制成燒結(jié)體并擠壓成材。

通過(guò)共沉淀法制備了尼龍6(pa6)/碳納米管(cnts)復(fù)合材料,并對(duì)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、分散和界面情況等進(jìn)行了表征。添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%cnts的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度提高了25%,繼續(xù)加大cnts用量,強(qiáng)度有所降低。sem表明cnts在復(fù)合材料中分散良好。研究了cnts用混合酸修飾對(duì)復(fù)合材料性能的影響。raman光譜顯示,在復(fù)合材料中,cnts各特征譜峰向高波數(shù)位移。

采用電沉積法在鋁基體上制備了鎳一碳納米管復(fù)合鍍層，探討了鍍液中碳納米管含量、電流密度、攪拌速率、溫度、電鍍時(shí)間等因素對(duì)鍍層碳納米管含量和厚度的影響，得出制備鎳一碳納米管復(fù)合鍍層的適宜工藝條件為：碳納米管質(zhì)量濃度4g／l，電流密度8a／dm2，攪拌速率440r／min，溫度40℃，沉積時(shí)間40rain。采用掃描電鏡和x射線(xiàn)衍射儀對(duì)鍍層表面形貌和成分進(jìn)行分析，通過(guò)電化學(xué)測(cè)試比較了不同鍍層在不同腐蝕介質(zhì)中的耐腐蝕性。與純鎳鍍層相比，鎳一碳納米管復(fù)合鍍層的晶粒尺寸更小，表面更粗糙，耐腐蝕性更好。

文章主要綜述了碳納米管/聚氯乙烯復(fù)合材料的制備,并對(duì)此類(lèi)復(fù)合材料的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

在nh4f體系和hf體系中制備了碳納米管；研究了陽(yáng)極氧化電壓和氧化時(shí)間對(duì)碳納米管生長(zhǎng)、形貌和光催化性能的影響；并分析了其作用機(jī)理；結(jié)果表明；nh4f體系中；隨著氧化電壓的升高；形成的碳納米管的管長(zhǎng)不斷增大；排列也更加致密；生長(zhǎng)方向逐漸從部分垂直于基底轉(zhuǎn)化為全部垂直于基底；hf體系中；三種氧化電壓下的納米管都較為細(xì)密；沒(méi)有出現(xiàn)類(lèi)似的竹節(jié)結(jié)構(gòu)；相同氧化時(shí)間下的納米管也更長(zhǎng)；無(wú)論是nh4f體系還是hf體系；氧化電壓為30v時(shí)制備的納米管具有最佳的光催化性能；

用聚四氟乙烯對(duì)碳納米管(cnts)進(jìn)行氟化改性,制備了氟化碳納米管(f-cnts),并采用超聲分散法和模具澆注法制備了環(huán)氧樹(shù)脂(ep)/f-cnts復(fù)合材料。采用紅外光譜、x射線(xiàn)衍射對(duì)f-cnts進(jìn)行了表征,并利用透射電子顯微鏡觀察了f-cnts在丙酮中的分散情況。研究了不同含量的f-cnts對(duì)ep/f-cnts復(fù)合材料的沖擊性能、彎曲性能的影響。結(jié)果表明,在cnts表面生成了c—f鍵,成功地制備了f-cnts,使cnts之間的纏結(jié)團(tuán)聚現(xiàn)象得到明顯改善,提高了cnts在有機(jī)溶劑中的分散性;當(dāng)f-cnts含量為1.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)時(shí),材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度最高,分別為25.90kj/m2、128.3mpa。